Des études consacrées à l’origine développementale de la santé et des maladies de l’adulte (DOHaD) et à la programmation métabolique, ont identifié des liens entre l’environnement précoce, les processus épigénétiques et les maladies à long terme. Le décryptage des mécanismes par lesquels les modifications épigénétiques fixent la mémoire des effets environnementaux précoces, entraînant des modifications de profils d’expression génique et assurant ainsi les réponses prolongées à des stimuli transitoires, avec les phénotypes associés, est un sujet dont l’intérêt va croissant. Cette revue se concentre sur les mécanismes récemment découverts et remet en question les idées couramment répandues concernant la dynamique, les positions et les fonctions des marques épigénétiques. La plupart des études épigénétiques ont, jusqu’à présent, porté sur les effets à long terme et sur un petit nombre de marques, au niveau global du génome, ou au niveau gène spécifique, de perturbations environnementales sur des modèles animaux et quelques études épidémiologiques chez l’homme. En parallèle, un nombre croissant d’études basées sur des techniques à haut débit et concernant de préférence l’homme ou la souris, ont révélé la complexité des processus épigénétiques, en soulignant l’importance des communications entre les différentes marques épigénétiques. De plus, une fois mises en place, les marques épigénétiques s’autopropagent en subissant d’autres remaniements et vieillissent. Par ailleurs des études récentes démontrent un dimorphisme sexuel, à la fois pour les trajectoires de programmation et en réponse aux mêmes aggressions environnementales. Malgré de récents progrès, nous sommes encore loin de comprendre où, quand, et comment les mécanismes épigénétiques sont perturbés par les facteurs environnementaux. Ainsi, aujourd’hui, identifier les marques originelles clés et leurs modifications au cours du développement, tout au long de la vie d’un individu, et au-delà sur plusieurs générations, et être capables de les modifier par des interventions appropriées représente un des défis scientifiques et médicaux majeurs des prochaines décennies.

Several studies of the developmental origins of health and disease and metabolic programming have identified links between early nutrition, epigenetic processes and long-term illness. The ways in which epigenetic modifications fix the effects of early environmental events, leading to sustained responses to transient stimuli, modified gene expression patterns and altered phenotypes in later life, is a topic of considerable interest. This review focuses on recently discovered mechanisms, and challenges prevailing views on the dynamics, position and functions of epigenetic marks. Most epigenetic studies have addressed long-term effects of environmental stressors on a small number of epigenetic marks, at the pan-genomic or individual gene level, in humans and animal models. In parallel, studies of humans and mice, using high-throughput technologies, have revealed additional complexity in epigenetic processes, notably highlighting the importance of crosstalk between different epigenetic marks. A self-propagating epigenetic cycle has also been identified. Recent studies have shown clear sexual dimorphism both in programming trajectories and in response to a given environmental insult. Despite recent progress we are still far from understanding how, when and where environmental stressors disturb key epigenetic mechanisms. Further work is needed to identify original key marks and their changes during development, throughout an individual’s lifetime or over several generations, and to determine how to revert malprogramming with a view to prevention and treatment.